自控系統在污水處理廠中的應用范文

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隨著我國經濟的飛速發展，工業和民用污水的排放量日益增大，污水對水體的污染日趨嚴重，政府在不斷加大治理力度和提高水體的再利用價值。因此，應采用先進的控制技術，并根據系統運行過程中相關參數的變化，從而實現污水處理系統的高質量、低消耗、穩定運行，同時，也可使污水處理技術獲得長足發展。

1工程概況

廣東省五華縣污水處理廠原有一期工程的處理規模為20000m3/d，二期建設規模為20000m3/d，采用多模式AAO工藝，出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GBl8918—2002）中的一級B標準。目前，五華污水廠廠外泵站一共有3個，每個泵站有5臺小型污水泵、2臺粉碎格柵和新安裝的4套靜壓液位計。

2自動化控制系統的功能設計

2.1概貌畫面

2.1.1“自動控制工藝流程”畫面“自動控制工藝流程”畫面為系統的主畫面，該畫面直觀、形象地反映了污水廠處理的整個控制工藝流程，并將水廠的所有生產數據（流量、液位、濁度、pH和流量等）和各種設備的運行狀態實時顯示在畫面上。

2.1.2“生產工藝流程平面圖”畫面以平面布置圖的形式直觀反映污水廠處理的生產工藝概貌，并將各種工藝檢測參數（流量、液位、濁度、溫度、pH、電流、電壓和功率等）、控制指標和所有設備的運行狀態實時顯示在畫面上。

2.2參數設定功能點擊主畫面上的“參數設定菜單”，彈出參數設定窗口。在該窗口上可設定、修改各種工藝自動控制參數和報警控制參數。

2.3控制功能點擊主畫面上的“控制操作菜單”，彈出計算機控制操作窗口。在該窗口上可對電動閥、計量泵和抽水泵等現場設備進行遠程控制。

2.4查看網絡結構功能點擊主畫面上的“網絡結構菜單”，彈出計算機控制操作窗口。在該窗口上可以清楚地查看整個自控系統的網絡結構圖。

2.5趨勢顯示功能以曲線圖的形式直觀反映工藝控制參數的走勢（或動向）稱為趨勢顯示。趨勢顯示分為實時趨勢和歷史趨勢。實時趨勢反映的是工藝控制參數當前的走勢。分析工藝控制參數的實時趨勢有助于管理人員及時掌握當前的生產動態。歷史趨勢反映的是以往的走勢。分析工藝控制參數的歷史趨勢有助于管理人員了解以往的控制狀況和控制效果，從而分析和查找事故原因。

2.6用戶管理功能計算機監控系統程序設置有嚴格的操作權限限制，用于預防非授權操作。系統的操作權限分為凈水操作工人和系統管理員兩級。操作權限嚴格規定，不同的使用者只能在允許的范圍內操作計算機，各個班次的操作人員擁有各自不同的操作員賬戶和密碼。系統管理員為最高權限的使用者，如果污水廠人員崗位出現變動，則由系統管理員根據變動注銷或新開設相關人員的操作員賬戶。

2.7報表生成和打印功能污水廠的生產日報表由計算機系統自動生成，并按設定的時間自動打印。

3自動化監控系統的實現

自動化檢測儀表是自控系統中關鍵的子系統之一。一般的自動化檢測儀表主要由傳感器、變送器和顯示器三個部分組成。這三個部分有機地結合在一起，不可缺少其中的任何一部分。自動化檢測儀表以其測量精確、顯示清晰、操作簡單等特點，在工業生產中得到了廣泛應用。自動化檢測儀表內部具有與微機連接的接口，是自動化控制系統中重要構成部分，被稱為“自動化控制系統的眼睛”。

3.1控制流程

3.1.1粉碎格柵控制流程泵站的粉碎格柵安裝在進水閘閥后，提升泵池前，根據粉碎格柵兩邊的液位差自動啟動、停止。當格柵前的雜物、垃圾積累過多時，兩邊的液位差會變大。當液位差大于設定值時，需開啟1臺粉碎格柵清渣。格柵的控制可由水位差自動控制開啟，一般柵前、柵后的液位差＞20cm時，格柵會自動開啟。此外，也可根據實際需要現場控制。圖1污水處理廠粉碎格柵控制流程。

3.1.2提升泵監控流程的控制流程提升泵應在不低于設定的液位水位下工作，以到達保護水泵安全運行的目的。如果水位低過設定水位時，則潛水泵就可能暴露在空氣中，進而直接在泵運行的情況下吸入空氣，水泵的葉輪在吸入空氣情況下運行易損壞。因此，對水泵進行保護監控非常必要。圖2為污水處理廠提升泵監控流程的控制流程。

3.2自動控制方式根據廠區泵房水位和進水速率等，PLC可實現自動開/停泵、泵閥聯動，并對大、小泵進行搭配控制；保證源水的持續性和穩定性，滿足污水廠的工藝要求；檢測運行工況和數據，對被控設備進行故障保護。具體應注意以下6點：①根據液位變化控制提升泵的啟停，遵循“先啟先停、先停先啟、故障停機、自動補位”的控制原則。②優化液位的測量參數，在每個液位控制點的判斷有一定的延時。③盡量減少每臺泵的啟停次數，每臺泵的啟停應有一定的時間間隔。④如果1臺泵已連續運行24h，在有備用泵的情況，應用備用泵補上。⑤泵口閥門需與泵連動控制。水泵運行應受工藝過程各個閥門的制約，防止發生燒毀水泵或淹沒系統等現象。⑥每臺泵的累計運行時間會自動記錄在PLC中，并可從控制室的監視畫面中查閱。

3.2.1中控室自動控制方式PLC接收控制室計算機通過下達的指令后，會自動啟、停取水泵機組、鼓風機等設備，并對被控設備進行故障保護。

3.2.2就地手動控制方式在手動操控的方式中，通過現場就地開關柜上的按鈕對設備進行開/停（關）等控制。PLC只對其檢測，不進行故障保護。

4視頻監控系統

根據廠外泵站的現場情況，每個泵站布設有3個視頻監控點，廠內二期泵站布設了8個視頻監控點，一期泵站保持不變。視頻監控系統由前端設備、傳輸設備、控制設備、顯示和記錄設備四大部分組成。前端設備由安裝在泵站及其周圍的室內外一體化球形組成，負責圖像和數據的采集和信號處理，本次采用知名品牌的高性能高清室外快球、高清日夜防水紅外一體化攝像機；在傳輸設備方面，可根據傳輸距離和圖像質量的要求，選用相應的線纜、接口設備，負責將視頻和數據信號傳輸到中控室，同時，數據和視頻信號也可經過壓縮處理，通過多種傳輸方式傳輸到需要的地點；控制設備選用以往工程中成功應用的多媒體監控中心系統，具有前端設備和圖像切換的控制、全方位云臺的控制、系統分區控制和分組同步控制，以及圖像檢索和處理等功能；顯示和記錄設備可根據不同的圖像顯示要求，選擇不同的圖像顯示設備，有監視器、顯示器等，值班人員能在監控中心通過顯示器實時觀察來自前端監控點的1/4/9/16路圖像或畫面分割圖像。

5結束語

綜上所述，污水廠采用自控系統的主要目的是實現污水廠的高效、低耗運行。自動控制與傳統的人工控制相比，不僅大大提高了污水處理質量，還極大地推動了本行業、本地區的發展，創造了巨大的社會效益和經濟效益。

作者：鄭運生 單位：廣東粵港供水有限公司